基性岩的地质学特征及其与成矿的关系

2016-09-15潘家永万建军

西部探矿工程 2016年1期

关键词：辉绿岩基性岩铀矿

安　杰，刘　颖，潘家永，万建军

（东华理工大学地球科学学院，江西南昌330013）

基性岩的地质学特征及其与成矿的关系

安杰*，刘颖，潘家永，万建军

（东华理工大学地球科学学院，江西南昌330013）

富含镁铁质的基性岩浆从深源地幔沿裂隙上侵至地壳，在基性岩形成过程中，其各种地质作用对了解大陆动力学有着极为重要的意义，而且对古大地构造的活动情况研究提供有利的证据。研究表明富含铁镁质的岩浆上涌过程中与断裂破碎带交汇，铀在此富集沉淀，所以有明显的铀矿化。在张性的构造环境下，富含铁镁质岩浆从地幔沿断裂空隙上涌并侵位，带来地幔的矿化剂∑CO2。在地幔基性岩浆上升侵位过程中产生了新的次级断裂或裂隙，为铀矿化提供良好的富集场所。在地幔基性岩浆上升侵位过程中对围岩起到一定的加热作用，提供了部分热源。不仅如此，基性岩浆在金成矿过程中提供了矿源、水源和热源。

基性岩；地幔流体；岩浆活动；铀成矿；辉绿岩

1　概述

以大陆伸展构造作为研究背景，基性岩脉大部分是通过软流圈或岩石圈地幔向上侵入的结果（刘燊等，2004；齐有强等，2008）。在基性岩形成过程中，其各种地质作用对了解大陆动力学有着极为重要的意义，而且随着其形态、产状的深入探讨，不仅对古大地构造的活动情况研究提供有利的证据，而且对古应力场的深入研究有非常重要的地质意义，此外在大地构造演化过程的讨论中，基性岩脉（岩墙群）形态及产状的研究可以提供详实有力的证据。

2　基性岩与金属成矿

基性岩是部分地幔岩石熔融及幔源岩浆的产物。许多超大型、大型金属、石油和天然气和非金属矿产有地幔流体的参与，已通过大量国内外实例所证实，例如：宁芜玢岩铁矿（于金杰等，2007）、云南剑川金河岩（刘显凡等，2009）、庙岛群岛的地幔流体与深部油气研究（欧光习等，2010）、济阳坳陷原油金的富集原理（焦伟伟等，2008）等。在我国关于基性岩的研究中，金、铀成矿作用是主要的研究领域。

2.1基性岩与金成矿关系

基性岩与金矿在成因上联系密切，20世纪70～80年代，R.W博伊尔提出，基性岩中的煌斑岩是金矿找矿的良好标志。直到目前为止对于基性岩与金成矿的关系一直受到国内外学者的关注。地幔流体不仅作为部分成矿物质，还是成矿流体的重要来源；在胶东金矿形成期间（毛景文等，2002）、镇西新生代老王寨金矿（邓碧平等，2014）、东天山康古尔金矿（王志良等，2004）、河北省东坪碲化物金矿（毛景文等，2001）、湖南万古金矿（毛景文等，1997）、陕西凤县八卦庙金矿床（谢玉玲等，2002）等金矿床成矿过程中都有地幔流体参与其中，并起到十分重要的作用；辉绿岩对金成矿也起到了一定的作用，在八渡和菜家湾金矿中，辉绿岩是主要的赋矿主岩，含矿蚀变辉绿岩为成矿提供水源和矿源（肖龙，1997），所以基性岩浆在金成矿过程中提供了矿源、水源和热源（肖龙等，1996）；在云南腾冲—梁河地热区热泉型金矿的矿化中（侯宗林等，1991，1992；郭光裕等，1993）也有地幔流体的参加。基性岩与金成矿主要是在空间以及构造格局和形成的时间有密切的关系。在八渡和菜家湾金矿中，金矿床受断裂构造和基性岩控制，同样在胶东金矿密集区和秦岭地区的基性岩都与金矿化有密切的空间关系。胶东地区玲珑金矿（杨进辉等，2000）、小秦岭—熊耳山地区（王团华等，2008）、胶东地区金矿（骆万成等，1987）等金矿床与基性岩在形成时间上有着密切的关系。到目前为止，许多学者对成矿作用中的热源、水源、矿源有所争议，而基性岩在其中起到什么样的作用等方面所持的看法也不尽相同。但是在金矿形成的时间和空间与基性岩有着密切的关系，这一观点已被广大学者所认可。

2.2基性岩与铀矿的时空关系

富含镁铁质岩石与铀成矿在时空也有着紧密的联系。张守本统计分析的亚洲158个新生代铀矿体和铀矿化中的大部分，位于玄武质火山机构的接触带附近（张守本，2004）。中国有关基性岩和铀矿的研究大部分是在江西的相山铀矿田和粤北贵东的下庄铀矿田（王正其等，2007，2010；李秀珍等，1997，1998；胡瑞忠等，1989，1990；李献华等，1990，1997）。下庄铀矿田基性岩脉形成时间主要在140Ma、105Ma、90Ma 3个阶段，而铀矿化时间在（138～78）Ma（李献华等，1997；邓平等，2002）。两者之间有很好的对应性。下庄铀矿田岩浆活动频繁，区内断裂构造和基性脉岩都非常发育，其中断裂构造以NWW、NEE和NNE为主，基性脉岩以NWW、NNE、NEE为主，NWW向铁镁质岩浆上侵到NWW向断裂破碎带中，构成了下庄铀矿田基性脉岩的主体。“交点”型铀矿床多产于北东—北北东和北西向以及北西西和北西西向破碎带与基性岩脉相交处（图1）。基性岩同时控制了矿体和矿床的位置。相山的铀成矿作用先后分为碱交代型（115Ma左右）、酸交代型（100Ma左右）2个阶段，总体成矿作用在（115～99）Ma之间（张良，2013）。铀矿化与煌斑岩的形成时间有很好的对应关系，这是密切相关的，相山地区的地质活动在（149～135）Ma，铀矿化明显滞后（饶泽煌，2012）。

图1　下庄铀矿田地质概图（a）与小水铀矿床（b）地质概图

2.3基性岩与铀成矿成因关系

在下庄铀矿田的研究，角闪石岩REE分布模式显示为平滑右倾（图2），在鹿井矿田庙背垅地区辉绿岩原始地幔标准化稀土元素配分模式图同样表现为平滑右倾（图3），表明基性岩具有同一岩浆源区。

富含镁铁质岩浆在不断上升的过程中，不仅对周围的岩石有加热作用，而且为铀成矿带来了丰富的∑CO2挥发分。

在对汝城县东南部鹿井矿田庙背垅地区基性岩的研究中发现，基性岩U平均含量高出湘东南地区基性岩U平均含量近10倍，能为铀成矿提供部分铀源。

断裂构造及次级断裂或裂隙能为基性岩浆中的铀提供富集沉淀的场所。

3　结论

通过研究发现以下几点认识：

（1）富含铁镁质的岩浆上涌过程中与断裂破碎带交汇，铀在此富集沉淀，所以有明显的铀矿化。

（2）在张性的构造环境下，富含铁镁质岩浆从地幔沿断裂空隙上涌并侵位，带来地幔的矿化剂∑CO2。

（3）在地幔基性岩浆上升侵位过程中产生了新的次级断裂或裂隙，为铀矿化提供良好的富集场所。

（4）在地幔基性岩浆上升侵位过程中对围岩起到一定的加热作用，提供了部分热源。

（5）基性岩浆在金成矿过程中提供了矿源、水源和热源。

图2　下庄铀矿田小水铀矿床辉绿岩样品的稀土元素配分模式图

图3　鹿井矿田庙背垅地区辉绿岩原始地幔标准化稀土元素配分模式图

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